Астрономи виявили чорну діру, яка бере участь в епічній зоряній трапезі на відстані близько 9 млрд світлових років від нас.
Надмасивна чорна діра, маса якої приблизно в 10 млн разів перевищує масу Сонця, шматувала зірку, приблизно в дев’ять разів масивнішу за нашу, і ласувала її зоряними рештками. Це найбільша зоря, яку коли-небудь бачили знищеною в результаті однієї з таких кривавих “приливних подій”, або “TDE”.
Для контексту, зоря в цьому TDE (AT2023vto) в п’ять разів масивніша за наступне за розміром зоряне тіло, яке астрономи бачили знищеним чорною дірою. В результаті, AT2023vto є найбільшою і найяскравішою TDE, яку коли-небудь виявляли астрономи.
“Те, що дійсно відрізняє TDE AT2023vto від інших TDE, це те, що вона неймовірно, неймовірно яскрава”, – розповіла член команди Іветт Цендес з Університету штату Орегон в інтерв’ю Space.com. “Вона віддалена від нас на 9 млрд світлових років. Це дуже далеко, але вона настільки яскрава, що її можна побачити навіть на такій відстані. Зазвичай ми бачимо TDE набагато ближче до дому”. Зрозуміло, що це не найвіддаленіший TDE, який коли-небудь бачили.
Такі віддалені (а отже, і більш ранні) TDE відрізняються тим, що вони викидають струмені речовини зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Це робить їх неймовірно яскравими, і їх легше помітити на великих відстанях. TDE AT2023vto відрізняється від інших 99% тим, що не має так званих релятивістських струменів – принаймні, поки що.
“Це найдальший з цієї категорії нерелятивістських TDE, який ми бачили до цього часу. Це точно, – додав Чендес. “Вивчення цього явища буде дуже важливим для розуміння того, що відбувається, коли на чорну діру кидають більшу масу”.
TDE трапляються, коли траєкторія нещасної зірки підводить її надто близько до надмасивної чорної діри. Величезний гравітаційний вплив чорної діри створює потужні приливні сили (звідси і назва “приливна подія”) всередині зорі, які одночасно стискають її по горизонталі та розтягують по вертикалі.
Це витягує зорю в довге пасмо “плазмової пасти” – кривавий процес, який барвисто називають “спагетіфікацією”.
“TDE цікаві тим, що вони, по суті, є унікальною фізичною лабораторією, де можна перевірити речі, які неможливо перевірити на Землі, – пояснює Чендес. “Зрештою, ми не можемо просто створити чорні діри тут, на Землі, і кидати в них речі. Вивчення відмінностей між TDE завжди буде дуже захоплюючим і цікавим”.
Сама подія TDE триває лише кілька годин, і чорна діра поглинає лише невеликий відсоток зруйнованої зірки.
“Коли відбувається TDE, дуже мала частина маси зорі насправді потрапляє в саму чорну діру, – каже Чендес. “Близько половини маси просто вилітає на цю довгу зовнішню траєкторію, ніколи не повертаючись назад. Приблизно половина решти маси утворює акреційний диск навколо чорної діри”.
Як наслідок, надмасивні чорні діри, що беруть участь у TDE, раптово переходять від випадкових перекусів газом чи пилом, і, таким чином, стають дуже тихими, до того, що опиняються в самому центрі дуже хаотичного, активного і яскравого середовища, яке дозволяє бачити цих космічних титанів з величезних відстаней. Чендес зазначив, що, хоча ми не можемо бути повністю впевнені в дієті надмасивної чорної діри в серці AT2023vto, її харчові звички, безумовно, були досить розрідженими, що регіон навколо неї раніше не можна було побачити з відстані 9 млрд світлових років.
Вперше AT2023vto була помічена 9 вересня на Цвіккському перехідному об’єкті (ZTF) як раптовий вибух світла. Ця перехідна подія спочатку була помилково ідентифікована як наднова типу II – космічний вибух, який відбувається, коли масивна зірка швидко колапсує під дією власної гравітації.
Чендес пояснив, що ця помилка була виправлена, коли керівник групи Харш Кумар, дослідник Центру астрофізики (CfA) Гарвардського і Смітсонівського університетів, подивився на дані ZTF. Він змоделював криву блиску емісії в міру її еволюції, визначивши справжню природу AT2023vto, встановивши маси зірки та чорної діри, а також вирахувавши відстань до цього TDE.
Потім Чендес і його команда продовжили спостереження за допомогою Дуже великого телескопа (VLT), щоб не виявити жодних радіовипромінювань, пов’язаних з AT2023vto.
“Ми нічого не побачили, і це, можливо, не такий захоплюючий результат. Але це допомагає вам виключити, чим це не є, – сказав Чендес. “Наприклад, коли чорні діри запускають релятивістські струмені в деяких TDE, які дуже, дуже яскраві, ви, ймовірно, також побачили б радіовипромінювання, засноване на тому, що ми бачили це раніше, але ми нічого не побачили. Отже, це виключає варіант з релятивістським струменем”.
Проте, Чендес не виключає можливості того, що ця надмасивна чорна діра може “відригнути” релятивістський струмінь в якийсь момент, однак. Як повідомляв Space.com у 2022 році, Чендес був частиною команди, яка стала свідком того, як інша надмасивна чорна діра відригнула потужний струмінь через багато років після того, як вона спагетіфікувала зірку. Як саме ця чорна діра так довго стримувала космічну відрижку, залишається загадкою і два роки потому.
Таким чином, Чендес хоче перевірити, чи чорна діра, пов’язана з AT2023vto, також здатна на таке запізніле випромінювання.
“Це все ще триваюча подія, світло все ще є. Ми продовжуємо його вивчати. Ми продовжуватимемо вивчати це і в майбутньому”, – сказав Чендес. “Я, безумовно, буду стежити за тим, чи не відригне вона чорну діру в майбутньому. Те, що ми не бачили радіовипромінювання зараз, не означає, що його не буде пізніше.
“Я думаю, що це дуже цікаво, тому що, схоже, це поширене явище, яке я виявив, і ніхто насправді не має пояснення, як воно працює. Це означає, що у фізиці TDE є багато незрозумілих для нас моментів, які поки що залишаються незрозумілими”.
Якщо вам цікаві статті та новини про авіацію та космічну техніку — запрошуємо вас на наш новий проєкт AERONAUT.media.
Читайте також: